Способ измерения амплитуды сигнала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЯ 4 АЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 14657 С ог К 19, 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУКаплин С.Н. ,М.: Высшая УДЫ СИ 54) СПОСОБ ИЗМЕР 00 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к областиэлектрорадиоизмерений и может бытьиспользовано при измерении амплитудысигналов за время, не кратное периодусигнала,в том числе и за время,меньшее. периода сигнала, Цель изобретения - сокращение времени измеренияамплитуды эа счет обеспечения возможности интегрирования менее половиныпериода измеряемого сигнала,.Способвключает операции перемножения измеряемого сигнала на синусную и косинусную составляющие опорного сигнала,интегрирования результатов перемножения, возведения их в квадрат, вычисления суммы результатов возведенияв квадрат. Кроме того, в способе ситнусную и косинусную составляющиеопорного сигнала возводят в квадрати интегрируют. Затем перемножают результат интегрирования квадрата косинусной составляющей на результат интегрпрования произведения измеряемого сигнала и синусной составляющейопорного сигнала. Результат интегрирования квадрата синусной составляю"щей перемножают на результат интегрирования произведения измеряемого сигнала и косинусной составляющей опорного сигнала и находят значения начальной фазы измеряемого сигнала поарктангенсу отношения результатовперемножений. После этого найденноезначение начальной фазы измеряемогосигнала преобразуют в величины,равные значениям синуса и косинуса,квадрата синуса и косинуса полученного значения начальной фазы. Перемножают результат интегрирования произведения измеряемого сигнала и синусной составляющей опорного сигнала накосинус начальной фазы измеряемогосигнала. Перемножают результат интегрирования производения измеряемого сигнала и косинусной составляюще опорного сигнала на синус начальнойфазы, После чего находят сумму результатов перемножений, Перемножаютрезультат интегрирования квадратасинусной составляющей опорного сигнала на квадрат косинуса начальнойфазы измеряемого сигнала. Перемножают результат интегрирования квадратакосинусной составляющей опорного сигнала на квадрат синуса начальнойфазы измеряемого сигнала. Суммируют езультаты последних перемножений иаходят результат измерения по отноению результатов первого и второгоуммирования. 3 ил,Изобретение относится к электрорадиоизмерениям и может быть использовано для измерения амплитуды сиг"налов за время, не кратное периодусигнала, в том числе и за время,меньшее периода сигнала.Иель изобретения - сокращениевремени измерения амплитуды за счетобеспечения возможности интегрирования менее половины периода измеряемого сигнала,На фиг,1 представлена структурнаясхема устройства, реализующего данныйспособ измерения; на фиг,2 - схемаблока управления; на фиг.3 " временная диаграмма поясняющая работу бло"ка управления,Устройство содержит генератор 1опорного напряжения, первый выход 2 ркоторого, являющийся выходом синусной составляющей опорного сигнала,подключен к первому входу перемножителя 2 и к входу квадратора 3. В 1 оРой выход генеРатоРа 1 ь ЯвлЯющийсЯ 25выходом косинусной составляющейопорного сигнала, подключен к первому входу перемножителя 4 и к входуквадратора 5. Вторые входы перемножителей 2 й 4 являются входом устройст ва и подключены к шине измеряемогосигнала. Выходы перемножителей 2 и 4подключены к-входам соответственнопервого и второго интегратсров б и 7,Выходы квадраторов 5 и 3 подключенык входам соответственно третьего ичетвертого интеграторов 8 и 9.Вйходы интеграторов 6 и 8 подключены к соответствующим входам перемножителя 10, а выходы интеграторов7 и 9 подключены к соответствующимвходам перемножителя 11. Выходы перемножителей 10 и 11 подключены ксоответствующим входам преобразовате ля 12 отношенийь выход -которого подключен к входу блока 13,вычисленияарктангенса, Выход последнего подключен к входу, бпоков преобразования синуса 14 и косинуса 15. Выход блока14 преобразования сину а подключенк первому входу перемножителя 16,а также к входу квадрагора 17, К второму входу перемножителя 16 подклю-чен выход первого интегратора 7,Выход квадратора 17 подключен. к первому входу перемножителя 18 к второму входу которого подключен выходвторого интегратора 8, с( сов ч+зп (11 Всозь +рз 1 пг ргде=(с) Воз (с)(1 с;измеряемый сигнал;начальная фаза измеряемогосигнала,соответственно синусная икосинусная составляющиеопорного сигнала;время измерения (интегриро"вания). Выход блока 15 преобразования ко" синуса подключен к первому входу перемножителя 19, а также к входу квадратора 20. К второму входу пере- множителя 19 подключен выход интегратора 9. Выход квадратора 20 подклю" чен к первому входу перемножителя 21, к второму входу которого подключен выход интегратора 6, Выходы перемножителей 18 и 19 подключены к сумматору 22, а выходы перемножителей 16 и 21 - к сумматору 23. Выходы сумматоров 22 и 23 подключены к преобразователю 24 отношений, выходом подключенному к индикатору 25. Первый выход блока 26 управления подключен к управляющему входу генератора 1 опорного напряжения и к первым управляющим входам интеграторов б " 9. Второй выход блока 26 управления подключен к вторым входам управления интеграторов 6 - 9.Блок 26 управления содержит последовательно соединенные формирователь 27 импульса пуска и времязадающий элемент 28, выход которого подключен к первому выходу блока 26 управления, а через формирователь 29 импульса - к второму выходу блока 26 управления.В соответствии с данным способом амплитуда сигнала определяется следующжч выражением3 14657Способ реализуется следующим образом.момент начала измерения формируется формирователем 27 импульса пускаблока 26 управления, работающего вручном или автоматическом режиме,Времяэадающим элементом 28 блока 26управления формируется импульс, равный по длительности времени интегри 10рования Т, который подается на управляющий вход генератора 1 опорногонапряжения и на первые управляющиевходы интеграторов 6-9. В течениевремени интегрирования генератор 115опорного напряжения формирует синусную и косинусную составляющие опорного сигнала, которые подаются на перемножители 2 и 4, квадраторы 5 и 3.Перемноженные с измеряемым сигналом синусная и косинусная составляю 20щие опорного сигнала интегрируютсяв течение времени Т. После окончанияинтегрирования результаты запоминаются на время Т равное длительностиимпульса с выхода формирователя 29импульса в блоке 26 управления, поступающего на вторые управляющие входыинтеграторов 6-9 и индикатор 25.Сигналы с выходов интеграторов 6-9,которые в течение действия импульсас второго выхода блока 26 управленияпостоянны по времени, подаются насоответствующие входы перемножителей10, 11, 16, 18) 19, 20.На выходе перемножителя 10 формируется сигнал, .пропорциональный перемноженным значениям 1,рф, На выходеперемножителя 11 формируется сигнал,пропорциональный перемноженным значе.ниям фр, где 1, Ы, р, р- значения 40в соответствии с (1-6). Сигналы с перемножителей 10 и 11 поступают на.преобразователь 12 отношения, навыходе которого действует сигнал,пропорциональный величине Ы/М рф. 45Этот сигнал поступает на блок 13 вычисления арктангенса, который вычисляют фазовый сдвиг по арктангенсуот значения сигнала на его входе,Результат вычисления поступает на 50блоки преобразования синуса 14 и косинуса 15, с которых снимается сиг-нал, равный значениям синуса и косинуса фазового сдвига,Сигнал с выхода блока 14 преобразования синуса поступает на.перемножитель 16, а через квадратор 17, скоторого снимается сигнал, равныйквадрату синуса фазового сдвига,86 4на перемножитель 18. На вторые входыперемножителей 18 и 16 поступаютсигналы соответственно и интеграторов 8 и 7. На выходе перемножителя18 формируется сигнал, пропорциональ"ный перемноженным значениям впц,а на выходе перемножителя 16 - значениям р вп".оСигнал с выхода блока 15 преобразования косинуса фазового сдвига поступает на перемножитель 19, а черезквадратор 20, с которого снимаетсясигнал, равный квадрату косинусафазового сдвига, - на перемножитель21. Ка вторые входы перемножителей19 и 21 поступают сигналы соответственно с интеграторов 9 и 6. На выходеперемножителя 19 формируется сигнал,пропорциональный перемноженным значениям д " соя Ч, а на выходе перемножителя 21 - значениям Ы соя ,. Сигналы с выходов перемножителей 18 и 19поступают на входы сумматора 22, навыходе которого формируется сигнал,пропорциональный величине Ы+сов ч",++ я пг ),Сигналы с выходов перемножителей16 и 21 поступают на входы сумматора23, на выходе которого формируетсясигнал, пропорциональный величине(сояЮ+ряпЧ). Сигналы с выходовсумматоров 22 и 23 подаются на преобразователь 24 отношений, на выходекоторого действует сигнал, пропорциональный величине (Ы соя ц"+рв 1 п ,")// Ы соя+ р"совЧ)Этот сигналявляется результатом измерения и поступает на индикатор 25, который запоминает его во время действия импульс"са, поступающего с второго,выходаблока 26 управления, и отображаетдо окончания следующего измерения.Формула изобретенияСпособ измерения амплитуды сигнала, заключающийся в том, что измеряемый сигнал перемножают на синусную и косинусную составляющие опорного сигнала, интегрируют результаты пе" ремножения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,.с целью сокращения времени измерения амплитуды за счет обеспечения возможности интегрирования менее половины периода измеряемого сигнала, формируют первое и второе дополнительные напряжения, пропорциональные квадрату синусной и косинусной составляющих опорного сигнала5 146578 бответственно, интегрируют сформированные дополнительные напряжения, определяют значение начальной фазы Иф) измеряемого сигнала по арктано 5 енсу отношения произведений результата интегрирования (Ы) первого до" волнительного напряжения на результат 1интегрирования (ф произведения измеяемого сигнала на косинусную состав О яющую опорного сигнала н результата 6 6интегрирования ( р) второго дополнительного напряжения на результат интегрирования Ы) от произведения измеряемого сигнала на синусную составляющую опорного сигнала, а амплитуду входного сигнала Б шум опреИЗмделяют по Формулесозц+ р з 1 п Ч."БЗ1 ИЪм СОЗ 2+ Р- ЗП 2о о